吉林省死木碳库动态
死木碳库，作为森林生态系统五大碳库之一，在推动生态系统能量流动、固碳增汇、森林演替更新、维持森林物种多样性及平衡全球碳循环等方面发挥着重要的作用。基于以5年为间隔，从1994年到2014年的森林资源清查数据，利用分树种、分腐朽程度的各个组分相兼容的生物量模型以及相对应的地上、地下的含碳系数，在纵向估算20年间吉林省全省死木碳库动态，探索死木组成、龄组分配格局等变化规律的同时，对每个调查时期横向综合对比分析死木种类、林分类型和龄组对死木碳库的影响，并从样地水平上探索了不同森林类型下死木碳储量与乔木层活立木蓄积量之间的关系，通过建立材积源死木碳储量模型获得死木碳储量转换系数，并分林型分析转换系数动态。此外，基于倒木分解常数k建立倒木贮量动态方程，并与基于生物量模型得到的倒木量进行横向比较。 研究结果表明:1994-2014年20年间，将伐桩考虑在内的吉林省乔木林新增死木碳库以0.07 t/hm2的速度缓慢上涨，总计增加69959.42 Gg。平均来看，死木占乔木林活立木碳库的2.76％，碳密度为1.83±0.11 t/hm2。阔叶死木数量多于针叶死木，但株数占比呈下降趋势。不少针叶类死木在前期调查中未出现而后期少量出现。冷杉(A.fabri)、落叶松(L.gmelinii)、栎类（Quercus）、桦木(Betula)、杨树（Populus）、椴树（T.tuan）是死木的主要树种组成。枯立木在死木贮量上占比最大(47.21％)且各时期比较稳定。伐桩占比其次(39.38％)，随森林采伐量的下降而下降。枯倒木占比最低(13.41％)，但不断上涨。 不同森林起源下，森林死木贮量差异明显，但其绝对贮量都在不断上升。天然林下死木量占到全省死木量的9成以上，但在20年间，人工林中死木贮量上升速度要快于天然林。 不同森林类型下，阔叶混交林贡献了最多的死木碳储量（38％-55％）。阔叶类中，栎类（Quercus）林对死木库贡献最大，各时期占比均超过10％，其次依次为桦木(Betula)林(4％)、杨树（Populus）林(3％)和椴树(T.tuan)林(2％)。针叶类中落叶松(L.gmelinii)林贡献量最大，在各调查时期占比均在3％以上，其次为冷杉(A.fabri)林。其它松类死木碳储量大多数情况下不足1％。 龄组分配格局上幼龄林平均碳储量占比最低，成熟林最高，各龄组相比于前期调查时，基本都会出现不同程度的涨幅。近熟林在第3期（2004年）的大幅上涨使死木龄组分配格局改变，由原先的成熟林占比最高变成近熟林占比最高。 材积源死木碳储量模型给出的6个主要森林类型下死木碳储量转换系数描述了死木与活立木贮量的比例关系，依次为:落叶松(L.gmelinii)(0.0126)、栎类(Quercus)(0.0141)、桦木(Betula)(0.0196)、椴树(T.tuan)(0.0187)、杨树(Populus)(0.0293)、阔叶混交林(0.0217)、针阔混交林(0.0222)。天然混交林的转换系数大于阔叶林，而阔叶林又大于针叶林。不同调查时期，以落叶松林为代表的针叶林比阔叶林稳定，在20年间几乎保持不变。阔叶林转换系数表现为先下降后上升的曲线。各种死亡原因占比动态的综合作用对死木碳储量转换系数动态进行了部分解释。 云杉(P.asperata)、冷杉(A.fabri)、紫椴（T.amurensis）和红松(P.koraiensis)4个树种的倒木贮量动态方程给出的最终平衡点贮量依次为0.43 t/hm2、0.38 t/hm2、0.15t/hm2和0.11 t/hm2，而达到贮量平衡的时间依次近似为300年、250年、150年和200年。基于生物量模型和基于倒木贮量动态方程两种估算方法之间存在差异，前者要比后者估算的结果偏低。 采用固定样地调查资料与腐烂等级相结合的方法对区域尺度死木碳库进行估计，具有更好的代表性，在很大程度上降低了估计误差。吉林省全省死木碳库在此20年间基本呈增长趋势，但绝对贮量偏低，且多数样木死亡来源于森林竞争枯死，样地内严重缺乏中、大径级倒木。过低的死木贮量可能会对森林健康产生不利的影响。
死木碳库;林分类型;腐烂等级;碳储量;生物量
中国林业科学研究院
硕士
森林经理学
李海奎
2018
中文
S718.5
83
2018-11-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）